单元06：液压辅助元件 四川信息职业技术学院 机电工程系 何为.

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1 单元06：液压辅助元件 四川信息职业技术学院 机电工程系 何为

2 辅 助 装 置 热交换器 过滤器 管件 蓄能器 密封装置 油箱
液压辅件是系统的一个重要组成部分，其合理设计和选用在很大程度上影响液压系统的效率、噪声、温升、工作可靠性等技术性能。主要内容： 热交换器 管件 密封装置 过滤器 蓄能器 油箱

3 过滤器 一、过滤器的作用 滤去油中杂质，维护油液清洁，防止油液污染，保证系统正常工作。

4 　二、对过滤器的要求: 　　液压油中往往含有颗粒状杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，以致影响液压系统正常工作和寿命。一般对过滤器的基本要求是： 　　（1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统。 　　（2）通流能力大，即全部流量通过时，不会引起过大的压力损失。 　　（3）滤芯应有足够强度，不会因压力油的作用而损坏。 　　（4）易于清洗或更换滤芯，便于拆装和维护。 　　过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除的最小杂质颗粒的大小，以直径d作为公称尺寸表示，按精度可分为粗过滤器（d≤100μm），普通过滤器（d≤10 μm），精过滤器（d≤5μm），特精过滤器（d≤lμm）。

5 1.过滤精度与金属网丝层数及网孔大小有关。在压力管路上常采用100、150、200目（每英寸长度上的孔数）的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网 2.压力损失不超过0.004MPa 3.结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低 1.过滤精度与金属网丝层数及网孔大小有关。在压力管路上常采用100、150、200目（每英寸长度上的孔数）的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网 2.压力损失不超过0.004MPa 3.结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低 1.过滤精度与金属网丝层数及网孔大小有关。在压力管路上常采用100、150、200目（每英寸长度上的孔数）的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网 2.压力损失不超过0.004MPa 3.结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低 1.过滤精度与金属网丝层数及网孔大小有关。在压力管路上常采用100、150、200目（每英寸长度上的孔数）的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网 2.压力损失不超过0.004MPa 3.结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低 1.过滤精度与金属网丝层数及网孔大小有关。在压力管路上常采用100、150、200目（每英寸长度上的孔数）的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网 2.压力损失不超过0.004MPa 3.结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低 三、过滤器的分类 表面型： 1.网式过滤器 (1)过滤精度与金属网丝层数及网孔大小有关。在压力管路上常采用100、150、200目（每英寸长度上的孔数）的铜丝网，在液压泵吸油管路上常采用20～40目铜丝网； (2)压力损失不超过0.004MPa； (3)结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低 。

6 2.线隙式过滤器 (1)滤心由绕在心架上的一层金属线组成，依靠线间微小间隙来挡住油液中杂质的通过；
(2)压力损失约为0.03～0.06MPa； (3)结构简单，通流能力大，过滤精度高，但滤心材料强度低，不易清洗； (4)用于低压管道中，当用在液压泵吸油管路上时，它的流量规格宜选得比泵大。

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8 深度型： 1.纸芯式过滤器 (1)结构与线隙式相同，但滤芯为用平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔纸制成的纸芯。为了增大过滤面积，纸芯常制成折叠形； (2)压力损失约为0.01～0.04MPa； (3)过滤精度高，但堵塞后无法清洗，必须更换纸芯； (4)通常用于精过滤。

9 2.烧结式过滤器 (1)滤芯由金属粉未烧结而成，利用金属颗粒间的微孔来挡住油中杂质通过。改变金属粉未的颗粒大小，就可以制出不同过滤精度的滤芯； (2)压力损失约为0.03～0.2MPa； (3)过滤精度高，滤芯能承受高压，但金属粒易脱落，堵塞后不易清洗； (4)适用于精过滤。

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11 吸附型： 磁性过滤器 (1)滤芯由永久磁铁制成，能吸附油液中的铁屑、铁粉或带磁性的磨料； (2)常与其它型式滤芯合起来制成复合式过滤器；
(3)对加工钢铁的机床液压系统特别适用。

12 四、过滤器的选用 1、过滤精度应满足系统要求 2、要有足够的通油能力 3、要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发信、不停机更换滤芯等。
过滤精度以滤去杂质颗粒的大小来衡量。不同液压系统对过滤器的过滤精度要求见推荐表。d≥0.1mm为粗滤器；d≥0.01mm为普通滤器；d≥0.005mm为精滤器；d≥0.001mm为特精滤器。 2、要有足够的通油能力 通流能力指在一定压力降下允许通过过滤器的最大流量，应结合过滤器在系统中的安装位置选取。 要有一定的机械强度，不因液压力而破坏。 3、要考虑一些特殊要求，如抗腐蚀、磁性、发信、不停机更换滤芯等。 4、要清洗更换方便。

13 五、过滤器的安装 安装在泵的吸油口用于保护泵，可选择粗滤器，但要求有较大的通流能力，防止产生气穴现象。 安装在泵的出口须选择精滤器，以保护泵以外的元件。要求能承受油路上的工作压力和压力冲击。 安装在系统的回油路上滤去系统生成的污物，可采用滤芯强度低的过滤器。为防止过滤器阻塞，一般要并联安全阀或安装发讯装置。 安装在系统的支路上当泵的流量较大时，为避免选用过大的过滤器，在支路上安装小规格的过滤器。安装在独立的过滤系统中通过不断循环，专门滤去油箱中的污物。安装过滤器应注意：过滤器只能单向使用。

14 蓄能器

15 一、蓄能器的作用 蓄能器是液压系统中储存和释放压力能的装置。 1.作辅助动力源或紧急动力源 在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时，常采用蓄能器和一个流量较小的泵组成油源。另外当驱动泵的原动机发生故障时，蓄能器可作紧急动力源。

16 2.保压和补充泄漏 需要较长时间保压而泵卸载时，可利用蓄能器释放储存的压力油，补充系统泄漏，保持系统压力。
3.吸收冲击和消除压力脉动 在压力冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉动，提高系统工作的平稳性。

17 二、蓄能器的分类 重锤式 按结构形式 弹簧式 非隔离式 充气式 活塞式 隔离式 气囊式 隔膜式

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22 三、蓄能器的容量计算 1、作蓄能使用时蓄能器容量的计算
　　由气体定律知： 　　　　　　                                    式中：p0——蓄能器的充气压力（绝对压力）；V0——压力为p0时的气体体积，V0亦即蓄能器的容量；pl——系统最高工作压力(绝对压力)，即泵对蓄能器储油结束时的压力；V1——最高工作压力下的气体体积；p2——蓄能器的最低工作压力(绝对压力)，即蓄能器向系统供油结束时的压力；V2——最低工作压力下的气体容积；n——指数，一般推荐n＝1.25。 　　蓄能器在工作过程中，压力由p1降到p2时，排出油液体积为△V＝V2—V1，由上式得蓄能器的容量为： 一般取p0＝（0.8～0.85）p2。

23 2、吸收液压冲击时蓄能器容量计算 　　 用于吸收液压冲击的蓄能器的容量与管路布置、油液流态、阻尼情况及泄漏等因素有关，准确计算容量比较困难。实际应用中常采用下述经验公式计算蓄能器容量，即： 　　　　　　                                         式中：V0——蓄能器容量，单位为L；L——产生冲击的管道长度，即压力油源到阀口的管道长度，单位为m；q——阀口关闭前管内流量，单位L/min；t——阀口由开到关闭的持续时间，单位为s；pl——阀口关闭前的管内压力（绝对压力），单位为MPa；p2——系统允许的最大冲击压力（绝对压力），一般取p2＝1.5p1，单位为MPa。

24 3、吸收压力脉动时蓄能器容量的计算 一般按如下经验公式计算，即：
　　一般按如下经验公式计算，即： 　　　　　                 　　 式中：V——液压泵的排量；i——排量变化率，i＝  △V/V ，△V为超过平均排量的排出量；k——压力脉动率，为脉动压力幅值△p与泵出口平均压力p之比。

25 四、蓄能器的安装使用 1.充气式蓄能器中应使用惰性气体（一般为氮气）。 2.蓄能器一般应垂直安装，油口向下。
3.必须用支架或支板将蓄能器固定，且便于检查、维修的位置，并远离热源。 4.用作降低噪声、吸收脉动和冲击的蓄能器应尽可能靠近振源。 5.蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气或检修时用，与液压泵之间应安装单向阀，防止油液倒流保护泵与系统。 6.搬运和拆装时应排出压缩气体—注意安全。

26 油箱 一、油箱的功用 1.储存系统所需的足够油液； 2.散发油液中的热量； 3.逸出溶解在油液中的空气； 4.沉淀油液中的污物；
5.对中小型液压系统，泵装置及一些液压元件还安装在油箱顶板上。

27 二、油箱的结构 油箱的主要作用是储存油液，此外还起着油液散热、杂质沉淀和使油中空气逸出等作用。 　　油箱分开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱应用普遍，油箱内液面直接与大气相通。开式油箱的典型结构如图所示。油箱一般用2.5～4 mm的钢板焊接而成。油箱内装有隔板7，它将液压泵的吸油管4（装有过滤器9）与系统回油管2分开，油箱侧壁装有油位计13和注油口1，油箱盖板上装有空气过滤器5，泵和电机的安装板6固定在油箱盖板上，油箱底部装有放油孔8。

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32 三、油箱的设计 　　油箱有效容积（油面高度为油箱高度80％时的容积）的计算通常采用经验估算法，必要时再进行热平衡验算。 经验估算法 　　估算公式为: 　　　　　　　　　　　V＝Kqn 式中：v——油箱的有效容积（L）；qn——液压泵的额定流量（L/min）；K——经验系数，低压系统K＝2～4，中压系统K＝5～7，高压系统K＝10～12。

33 　　1．吸油管与回油管间距离应尽量远些。用隔板将吸油侧与回油侧分开，以增加油箱内油液的循环距离，有利于油液冷却和释放油中气泡，并使杂质多沉淀在回油管侧，隔板高度为油面高度3 /4。 　　2．吸油管入口处应装粗过滤器。在最低液面时，过滤器和回油管端均应没入油中，以免液压泵吸入空气或回油混入气泡。回油管端应切成45°切口，并面向箱壁。管端与箱底、壁面间距离均不宜小于管径的三倍。 　　3．为防止脏物进入油箱，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤网。通气孔上须设置空气过滤器。 　　4．为了更好地散热和便于维护，箱底与地面距离至少应在150 mm以上。箱底应适当倾斜，在最低部位设置放油阀。箱体上在注油口的附近须设液位计。 　　5．油箱一般用2.5 mm～4 mm钢板焊成。大尺寸油箱要加焊角板、筋条，以增加刚性。当液压泵及其驱动电机和其它液压件都要装在油箱上时，油箱顶盖要相应加厚。大容量油箱的侧壁通常要开清洗窗口，清洗窗口平时用侧盖密封，清洗时再取下。 　　6．油箱中如果需要安装热交换器，必须考虑好它的安装位置，以及测温、控制等措施。

34 热交换器 系统能量损失转换为热量以后，会使油液温度升高。若长时间油温过高，油液粘度下降，泄漏增加，密封老化，油液氧化，严重影响系统正常工作。为保证正常工作温度在20～65℃，需要在系统中安装冷却器。相反，油温过低，油液粘度过大，设备启动困难，压力损失加大并引起过大的振动。此种情况下系统应安装加热器，将油液温度升高到适合的温度。 一、冷却器 水冷 风冷 氨冷

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37 二、加热器 三、冷却器和加热器的安装 有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式 1）水平安装于油箱侧面 2）加热部分全部侵入油内
3）功率不宜过高，以使油液老化，可在不同部位多装几个加热器。

38 管件 管件是用来连接液压元件、输送液压油液的连接件。它应保证有足够的强度，没有泄漏，密封性能好，压力损失小，拆装方便。它包括油管和管接头。
油管: 有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管。应根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。油管内径d 的选取应以降低流速减少压力损失为前提；管壁厚δ不仅与工作压力有关，还与管子材料有关。 管接头：油管与液压元件、油管与油管之间可拆卸的的连接件。管接头与其他液压元件用国家标准米制锥螺纹和普通细牙螺纹连接。常用的管接头有扩口式、焊接式、卡套式、橡胶软管接头、快速接头。

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41 密封装置 一、对密封装置的要求 二、常用的密封 密封装置用来防止系统油液的内外泄漏，以及外界灰尘和异物的侵入，保证系统建立必要压力。
1、在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能； 2、与运动件之间摩擦系数要小； 3、寿命长，不易老化，抗腐蚀能力强； 4、制造容易，维护使用方便，价格低廉。 二、常用的密封 1、间隙密封 2、O 型密封圈 3、唇型密封（Y 型、Yx型、V 型） 4、组合密封装置（组合密封垫圈、橡塑组合密封装置）

42 O型密封圈 间隙密封 Y型密封圈 V型密封圈 组合密封圈